CN115916465A - 衬垫调节装置清洁系统 - Google Patents
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Abstract
一种衬垫调节装置头清洁工具，具有第一夹具，构造成在第一位置处可移除地接合海绵的第一部分抵靠盘状衬垫调节装置头的外部表面；第二夹具，构造成在第二位置处可移除地接合海绵的第二部分抵靠盘状衬垫调节装置头的外部表面；和臂，将第一夹具耦接至第二夹具。臂足够弹性以准许第一夹具和第二夹具分开，以配接在盘状衬垫调节装置头四周，且足够拉伸以向内偏移第一夹具和第二夹具，以按压海绵抵靠衬垫调节装置头的外部表面。
Description
技术领域
本公开内容关于化学机械抛光，且更具体而言，关于衬垫调节装置的清洁。
背景技术
集成电路通常借由在硅晶片上依序沉积导电、半导体或绝缘层而形成于基板上。一个制作步骤涉及在非平面表面之上沉积填充层且平坦化填充层。对于某些应用，平坦化导电填充层直到暴露图案化层的顶部表面。对于其他应用，例如氧化物抛光，平坦化填充层直到在非平面表面上留下预定厚度。此外，光刻经常需要基板表面的平坦化。
化学机械抛光(CMP)是平坦化的一种可接受方法。此平坦化方法通常需要基板固定(mount)在载具或抛光头上。基板的暴露的表面通常放置抵靠(against)旋转抛光衬垫。载具头提供可控制负载在基板上，以将基板推(push)抵靠抛光衬垫。抛光液体通常供应至抛光衬垫的表面。
抛光系统通常包括具有调节装置头调节装置系统，而保持具有研磨下部表面的调节装置盘，以调节抛光衬垫。抛光衬垫的调节维持抛光表面一致的粗糙度，以确保晶片至晶片的均匀抛光条件。
发明内容
在一个方面中，一种衬垫调节装置头清洁工具，具有第一夹具、第二夹具和臂耦接件。第一夹具构造成在第一位置处可移除地接合海绵的第一部分抵靠盘状衬垫调节装置头的外部表面。第二夹具构造成在第二位置处可移除地接合海绵的第二部分抵靠盘状衬垫调节装置头的外部表面。臂将第一夹具耦接至第二夹具。臂足够弹性以准许第一夹具和第二夹具分开，以配接在盘状衬垫调节装置头四周，且足够拉伸以向内偏移第一夹具和第二夹具，以按压海绵抵靠衬垫调节装置头的外部表面。
实例可包括一个或多个以下特征结构。
第一夹具和第二夹具可以是弓形的(arcuate)。臂可以是弓形的。当衬垫调节装置头清洁工具紧固至衬垫调节装置头时，第一夹具和第二夹具的弓形的中心可以是调节装置头的中心。第一夹具可以是单一件，且第二夹具可以是单一件。第一夹具和第二夹具的每个可具有上部凸缘(flange)和下部凸缘，构造成容纳调节装置头。第一夹具和第二夹具的每个的外部表面的部分可以是凹陷的(recessed)。第一夹具、第二夹具和臂可以是单一弓形主体，在第一夹具与第二夹具之间具有间隙。间隙构造成容纳海绵。
工具可包括海绵。海绵可以是干式海绵。海绵可以是湿式海绵。海绵可以是盘状的。
在另一个方面中，一种用于清洁衬垫调节装置头的方法，包括使得清洁工具的两个夹持臂向内朝向盘状衬垫调节装置头，以按压海绵抵靠盘状衬垫调节装置头的外部表面；和在清洁工具与衬垫调节装置头之间建立相对运动，以将海绵擦拭(wipe)抵靠衬垫调节装置头。
实例可选地包括但非限于一个或多个以下优点。抛光质量可强化，例如，在抛光处理期间更少借由从衬垫调节装置脱离的从抛光浆料累积的干燥的残骸颗粒所建立的刮擦(scratches)和缺陷。此外，归因于缺陷而舍弃的晶片的数量可降低。用于抛光系统的维护停机时间可显著减少。此举强化抛光系统的产能且降低操作器时间，因为较少时间专注于衬垫调节装置清洁处理。在清洁的不同模式之间切换(即，干式清洁和湿式清洁)更简单。清洁处理借由调整与衬垫调节装置的工具压力接合而可迅速修改。而且，清洁处理借由改变海绵类型和/或添加清洁流体而可迅速修改。
一个或多个实例的细节在附图和以下说明中提及。其他方面、特征结构和优点将从说明书和附图且从权利要求是显而易见的。
附图说明
图1A显示衬垫调节装置系统的概要截面图，衬垫调节装置系统具有接合化学机械抛光系统的抛光衬垫的调节装置头。
图1B显示图1A的化学机械抛光系统的衬垫调节装置清洁系统的概要截面图，在清洁位置处具有衬垫调节装置头。
图2显示图1B的衬垫调节装置清洁系统的概要截面图。
图3显示图1B的衬垫调节装置清洁系统的前视立体图。
图4显示安装在衬垫调节装置系统上的衬垫调节装置清洁系统的前视立体图，具有从图1的化学机械抛光系统脱离的衬垫调节装置系统。
图5A显示图1B的第一海绵的前视图。
图5B显示图1B的第二海绵的前视图。
图6显示清洁衬垫调节装置的方法。
类似的附图标记和代号在各个图式中代表类似的元件。
具体实施方式
在化学机械抛光期间，例如研磨抛光浆料的抛光液体被供应至抛光衬垫的表面。抛光系统通常包括调节装置系统，而具有调节装置头和具有研磨下部表面的调节装置盘，以调节抛光衬垫。
随着平台和抛光衬垫旋转，抛光液体可离心分散于抛光衬垫。尽管某些抛光液体将流动离开抛光衬垫且可在池盆(basin)中收集，某些抛光液体可喷溅至调节装置头上。若发生此事，抛光液体可例如借由凝结或单纯干燥在调节装置头上形成更大颗粒。随着时间在抛光衬垫上干燥的或凝结的抛光液体的累积具有多重有害影响。举例而言，更大的颗粒可被移去(dislodge)且返回至抛光表面，因此产生刮擦和缺陷的危险。大量的非生产时间需要用来清洁调节装置头和调节装置盘，以避免干燥的抛光液体的累积。
可轻易附接至调节装置头且无须装备拆卸的调节装置头清洁工具可减轻这些有害影响。
图1A显示抛光系统20，可操作以抛光基板10。抛光系统20包括可旋转平台24，在可旋转平台24上座落抛光衬垫30。抛光系统20亦可包括环绕可旋转平台24的平台屏蔽件26，且借由环状间隙22从平台24分开。可旋转平台24可操作以绕着轴28旋转。举例而言，电机30可转动驱动杆32以旋转可旋转平台24。
抛光系统20包括载具头70，可操作以保持基板10抵靠抛光衬垫30。载具头70从例如旋架(carousel)或轨道(track)的支撑结构72悬吊(suspend)，且借由载具驱动杆74连接至载具头旋转电机76，使得载具头可绕轴71旋转。此外，载具头70可例如借由致动器驱动的旋架72中的径向沟槽中的移动，借由电机驱动的旋架的旋转，或沿着借由致动器驱动的轨道向后和向前运动，而横跨抛光衬垫30横向摆荡(oscillate)。在操作中，平台24绕平台24的中心轴25旋转，且载具头70绕载具头70的中心轴71旋转且横跨抛光衬垫30的顶部表面横向平移。
抛光系统20可包括抛光液体传输臂34。在抛光期间，臂34可操作以分配抛光液体36。抛光液体36可以是具有研磨颗粒的浆料。抛光液体36可被以多重名称称呼，例如研磨抛光浆料、研磨抛光液体或抛光浆料。
抛光系统20亦可包括调节装置系统40，具有可旋转调节装置头42，而例如在可移除调节盘上可包括研磨下部表面，以调节主抛光衬垫30的抛光表面38。调节装置系统40亦可包括电机44，以驱动调节装置头42，和将电机44连接至调节装置头42的驱动杆46。调节装置系统40亦可包括致动器，构造成横跨抛光衬垫30横向扫掠(sweep)调节装置头40。调节装置系统40亦可包括臂88，以旋转衬垫调节装置头42，以横向移动至和离开抛光衬垫30。在平台屏蔽件26中可形成缺口(notch)或切口(cut-out)22，以如图4中所显示准许调节装置头40横向移动离开抛光衬垫30。
尽管某些抛光液体36将流动离开抛光衬垫30且可在抛光系统20下方收集，在抛光衬垫30上的某些抛光液体36可坚持至(stick to)调节装置头42。此外，抛光衬垫30的调节可从抛光衬垫30移去抛光残骸(debris)，且此残骸亦可坚持至调节装置头42。在任一种情况中，于载具头70上的抛光液体36可能干燥且在调节衬垫头42上进一步积累。
图1B显示安装在抛光系统20的调节装置头42上的调节装置衬垫头清洁工具50。调节装置衬垫头清洁工具50包括海绵保持器52和海绵54。如图2中所显示，海绵保持器52偏移海绵54抵靠衬垫调节装置头42的一个或多个表面，例如顶部表面48a或侧表面48b，以清洁衬垫调节装置头42。
参照图5A和图5B，海绵54可以是盘状的。海绵54可具有延伸穿过海绵的主体且定位于海绵的中心96处的孔洞90。孔洞90经尺寸设计以容纳将电机44连接至调节装置头42的驱动杆46的直径。沟槽92从海绵54的周围94延伸至空处(void)。沟槽92允许海绵54放置于衬垫调节装置头42四周。
海绵54以软的、多孔、吸收性材料制成。海绵54可以由自然存在的材料或合成材料制成。举例而言，海绵54可从自然存在的材料形成，例如植物纤维素、动物海洋海绵、麻类植物或木质纤维。或者，海绵54可从合成材料形成，例如聚酯或聚氨酯。
海绵54可以是干式海绵或湿式海绵。干式海绵不具有任何流体化学物添加至海绵。干式海绵可用于削抹(scraping)。参照图5A，干式海绵可具有松饼状表面纹路以增强削抹。湿式海绵具有添加至海绵的流体。如图5B中所显示，湿式海绵可用以可用以削抹掉干燥抛光液体36累积，软化且松弛干燥抛光液体36累积，或施加化学物至衬垫调节头42。举例而言，去离子水、异丙醇或氢氧化钾可施加至海绵。
参照图2-图4图，海绵保持器52包括两个夹具56a和56b。各个夹具56具有上部颚58和下部颚60。框架62连接上部颚58和下部颚60。第一夹具56a具有借由框架62a连接的上部颚58a和下部颚60a，框架62a构造成接合海绵54的第一部分64抵靠调节装置头42。第二夹具56b具有借由框架62b连接的上部颚58b和下部颚60b，框架62b构造成接合海绵54的第二部分66抵靠调节装置头42。上部颚56和下部颚58例如可分开分布以铰接(articulate)附接至调节装置头42。
两个夹具56a和56b是弓形的，即，从顶部视图。上部颚58和下部颚60的外部表面可具有形成于顶部表面80中的凹槽78。第一夹具56a具有带凹槽78a的顶部表面80。第二夹具56b具有带凹槽78b的顶部表面80。凹槽78a和78b构造成增强操作器保持在夹具56a和56b上。夹具56a、56b的底部表面82亦可具有凹槽78。
上部颚58和下部颚60的内部表面可以是平坦的，例如在图2中所显示，或凸的，例如在图3中所显示。
在图3中所显示，夹具56a和56b借由臂耦接件68连接。耦接臂可以是弓形体。臂耦接件68足够弹性以准许第一夹具56a和第二夹具56b张开夹具56a和56b以配接于衬垫调节装置头42四周，且足够拉伸以向内偏移第一夹具56a和第二夹具56b，以接合衬垫调节装置头42的外部表面48。若海绵沿着外部表面48延伸，则第一夹具56a和第二夹具56b可向内按压海绵54抵靠调节装置头48的外部表面48。第一夹具56和第二夹具56b借由臂耦接件68安排，使得当衬垫调节装置头清洁工具50紧固至衬垫调节装置头42时，第一夹具和第二夹具的弓形的中心是调节装置头42的中心。第一夹具56b、第二夹具56b和臂耦接件68可以是单一件。各个夹具具有上部凸缘和下部凸缘，构造成容纳调节装置头。
海绵54借由海绵保持器52保持，使得海绵54的外部表面84按压抵靠衬垫调节装置头42的至少一个表面48。在操作中，海绵保持器52和海绵54可例如借由操作器绕轴86旋转，同时衬垫调节装置头42维持静止。在某些实例中，海绵保持器52和海绵54以顺时针和逆时针方向交替旋转。或者，衬垫调节装置头42可例如借由驱动杆的旋转绕轴86旋转，同时操作器保持海绵保持器52和海绵54静止。在任一种情况中，海绵保持器52保持海绵54与衬垫调节装置头42接触，且相对运动擦拭或削抹掉抛光液体36的累积。
海绵保持器可以弹性塑料制成。举例而言，海绵保持器可以是钢、铝、高密度聚乙烯或复合物。
图6显示以衬垫调节装置头清洁工具清洁衬垫调节头的方法600。在602处，海绵安装于衬垫调节装置头清洁工具的间隙中。或者，海绵可直接放置于衬垫调节装置头上。在604处，清洁工具安装于调节装置头上。安装衬垫调节装置头清洁工具可包括将第一夹具和第二夹具张开，移动清洁工具以环绕调节装置头(和海绵)，且释放第一夹具以保持海绵抵靠调节装置头。例如借由操作器施加压力至夹具的外侧，而可进一步迫使海绵与衬垫调节装置头接触。在606处，海绵削抹衬垫调节装置头。海绵与衬垫调节装置头接触，削抹衬垫调节装置头可包括旋转衬垫调节装置头和/或旋转衬垫调节装置头工具。在某些实例中，削抹包括以顺时针-逆时针运动交换方向。衬垫调节装置头可以干式海绵削抹。湿式海绵可以用清洁溶液湿润。衬垫调节装置头可接着以湿式海绵削抹。在608处，从衬垫调节装置头移除衬垫调节装置头清洁工具。
已说明数个实施方式。然而，将理解可作成各种修改。因此，其他多个实施方式在以下权利要求的范畴之中。
Claims (20)
1.一种衬垫调节装置头清洁工具，包含：
第一夹具，构造成在第一位置处可移除地接合海绵的第一部分抵靠盘状衬垫调节装置头的外部表面；
第二夹具，构造成在第二位置处可移除地接合所述海绵的第二部分抵靠所述盘状衬垫调节装置头的所述外部表面；和
臂，将所述第一夹具耦接至所述第二夹具，其中所述臂足够弹性以准许所述第一夹具和所述第二夹具分开，以配接在所述盘状衬垫调节装置头四周，且足够拉伸以向内偏移所述第一夹具和所述第二夹具，以按压所述海绵抵靠衬垫调节装置头的外部表面。
2.如权利要求1所述的工具，其中所述臂是弓形的。
3.如权利要求1所述的工具，其中所述第一夹具和所述第二夹具是弓形的。
4.如权利要求3所述的工具，其中当所述衬垫调节装置头清洁工具紧固至所述衬垫调节装置头时，所述第一夹具和所述第二夹具的弧形的中心是所述调节装置头的中心。
5.如权利要求1所述的工具，其中所述第一夹具是单一件，且所述第二夹具是单一件。
6.如权利要求5所述的工具，其中所述第一夹具和所述第二夹具的每个具有上部凸缘和下部凸缘，所述上部凸缘和所述下部凸缘构造成容纳所述调节装置头。
7.如权利要求5所述的工具，其中所述第一夹具和所述第二夹具的每个的所述外部表面的部分是凹陷的。
8.如权利要求1所述的工具，其中所述第一夹具、所述第二夹具和所述臂是单一弓形主体，具有在所述第一夹具和所述第二夹具之间的间隙，所述间隙构造成容纳所述海绵。
9.如权利要求1所述的工具，进一步包含海绵。
10.如权利要求9所述的工具，其中所述海绵是干式海绵。
11.如权利要求9所述的工具，其中所述海绵是湿式海绵。
12.如权利要求9所述的工具，其中所述海绵是盘状的。
13.一种衬垫调节装置头清洁方法，包含以下步骤：
在衬垫调节装置头清洁工具中的间隙中安装海绵，所述衬垫调节装置头清洁工具包含：
第一夹具，构造成在第一位置处可移除地接合海绵的第一部分抵靠盘状衬垫调节装置头的外部表面；
第二夹具，构造成在第二位置处可移除地接合所述海绵的第二部分抵靠所述盘状衬垫调节装置头的所述外部表面；和
臂，将所述第一夹具耦接至所述第二夹具，其中所述臂足够弹性以准许所述第一夹具和所述第二夹具分开，以配接在所述盘状衬垫调节装置头四周，且足够拉伸以向内偏移所述第一夹具和所述第二夹具，以按压所述海绵抵靠衬垫调节装置头的外部表面；
迫使所述海绵与所述衬垫调节装置头接触；和
以所述海绵削抹所述衬垫调节装置头。
14.如权利要求13所述的方法，其中在所述衬垫调节装置头清洁工具中的所述间隙中安装所述海绵的步骤进一步包含以下步骤：
延伸所述第一夹具以移动所述海绵至所述间隙中；
将所述海绵的第一部分设置于所述间隙中且在所述第一夹具内部；
释放所述第一夹具以保持所述海绵的所述第一部分；
延伸所述第二夹具以移动所述海绵至所述间隙中；
将所述海绵的第二部分设置于所述间隙中且在所述第二夹具内部；和
释放所述第二夹具以保持所述海绵的所述第二部分。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包含以下步骤：从衬垫调节装置头移除所述衬垫调节装置头清洁工具。
16.一种清洁调节装置头的方法，包含以下步骤：
使得清洁工具的两个夹持臂向内朝向盘状衬垫调节装置头，以按压海绵抵靠所述盘状衬垫调节装置头的外部表面；和
在所述清洁工具和所述衬垫调节装置头之间建立相对运动，以将所述海绵擦拭抵靠所述衬垫调节装置头。
17.如权利要求16所述的方法，其中建立相对运动包含旋转所述衬垫调节装置头。
18.如权利要求17所述的方法，其中建立相对运动包含在顺时针-逆时针运动的交替方向中旋转所述衬垫调节装置头工具。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述海绵是干式海绵。
20.如权利要求16所述的方法，进一步包含以下步骤：
以清洁溶液湿润所述海绵，以提供湿式海绵；和
以所述湿式海绵擦拭所述衬垫调节装置头。
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